PROGETTO DI DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE DI EDIFICIO SCOLASTICO IN LOCALITA MORON

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1 Comune di Commune de Saint-Vincent PROGETTO DI DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE DI EDIFICIO SCOLASTICO IN LOCALITA MORON RELAZIONE DI INDAGINE SISMICA CON TECNICA M.A.S.W. Data Settembre 2017 Elaborato RS BALTEA - Studio Geologico Associato Châtillon (AO), Via Menabrea 43 Tel./Fax: (+39) Cell. (+39) C.F./P.IVA: Committente: Comune di Saint-Vincent Il tecnico incaricato Dott. Geol. Marco Vagliasindi

2 Sommario 1 Introduzione Quadro normativo di riferimento Inquadramento geografico e descrizione dell intervento Indagine sismica attiva... 5 Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -2-

3 1 Introduzione Su incarico del dott. Geol. Alex Chabod, in data 11 settembre 2017 è stata eseguita un indagine sismica con tecnica MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) in prossimità dell edificio scolastico della località Moron, in Comune di Saint Vincent. L indagine è stata finalizzata a definire il parametro Vs30 (velocità equivalente delle onde di taglio nei primi 30 m di profondità), quale parametri caratterizzante della risposta sismica locale. L'elaborazione finale dei dati ottenuti dalla prospezione consente, oltre alla individuazione della categoria sismica del sito come definito dalle NTC del 2008, l'acquisizione di utili informazioni sulle caratteristiche geotecniche del semispazio di terreno interessato dalle sollecitazioni trasmesse dalla struttura. 1.1 Quadro normativo di riferimento L indagine è stata effettuata in ottemperanza a quanto previsto dalle normative vigenti ed in particolare alle prescrizioni delle seguenti: D.M. LL.PP. 14 gennaio 2008 (Norme Tecniche per le Costruzioni); D.M. LL.PP. 11 marzo 1988 (Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione); D.G.R. n. 529 del 18 aprile 2014 (Approvazione, in sostituzione di quanto approvato con DGR 821/2013, delle linee-guida per la gestione dei materiali/rifiuti inerti derivanti dalle attività di demolizione, costruzione e scavo, comprese le costruzioni stradali, con particolare riferimento alla gestione dei materiali inerti derivanti da attività di scavo, in attuazione della parte IV del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152); O.P.C.M del 20 marzo 2003 (Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica); L.R. 31 luglio 2012, n. 23 (Disciplina delle attività di vigilanza su opere e costruzioni in zone sismiche); D.G.R. n del 04 ottobre 2013 (approvazione delle prime disposizioni attuative di cui all'art. 3 comma 3, della legge regionale 31 luglio 2012, n. 23 Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -3-

4 "disciplina delle attività di vigilanza su opere e costruzioni in zone sismiche"). 2 Inquadramento geografico e descrizione dell intervento L area di intervento è localizzata in località Moron, in Comune di Saint-Vincent. L edificio in oggetto si trova all interno del nucleo edificato del villaggio di Moron, posto sul versante sinistro della valle della Dora Baltea, ad una quota di circa 830 m slm, nel tratto di versante compreso tra il torrent de Vagnod ed il torrent de Cillan. L edificio oggetto di intervento è mappato al Catasto al Fg 24 n 706 ed compreso nella sottozona Fb6* del vigente P.R.G.C. Figura1. Corografia dell area di intervento dell area di intervento (estratto da Il cerchio indica l area di intervento Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -4-

5 3 Indagine sismica attiva La strumentazione utilizzata per l indagine geofisica è costituita da un sismografo GEA24 P.A.S.I. a 24bit, collegato ad un PC portatile. Lo stendimento sismico realizzato con 2 cavi sismici ( canali) collegati a 24 geofoni verticali 4.5 Hz, è stato energizzato (per la sola sismica attiva) attraverso una mazza battente di 10 Kg collegata al sismografo mediante uno starter piezoelettrico. La configurazione degli stendimenti sismici è riassunta nella tabella seguente: Metodo indagine N e frequenza geofoni Interasse geofoni Tipo Energizzazione MASW 12 x 4.5 Hz 2.5 m massa battente 10 kg Distanza sorgente Frequenza di campionamento Tempo di acquisizione -4 m 1 ms / 1000 Hz 2500 ms Il metodo attivo è quello che meglio permette la classificazione sismica dei suoli perché fornisce con un miglior dettaglio il profilo delle velocità sismiche nei primi 30 metri dal piano campagna. Infatti si ottiene una curva di dispersione per un range di frequenze normalmente compreso tra 5 e 70 Hz, la cui propagazione avviene prevalentemente nella parte più superficiale del suolo, in funzione soprattutto delle sue caratteristiche elastiche. Utilizzando il metodo passivo si può ottenere invece una maggiore investigazione in termini di profondità, ma una minore risoluzione nelle velocità degli strati, soprattutto per quelli più superficiali. L indagine è stata effettuata nel settore di terreno immediatamente sovrastamte la strada contigua all edificio oggetto di intervento, per evitare interferenze con i sottoservizi presenti nell area circostante l edificio stesso. Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -5-

6 Figura 2. Ortofoto dell area di localizzazione dello stendimento MASW (estratto da Il cerchio indica l edificio oggetto di intervento, la linea rossa lo stendimento effettuato Figura 3. Stendimento effettuato Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -6-

7 L analisi dei dati raccolti nella campagna di indagine in sito prevede sinteticamente le seguenti fasi: 1. Generazione dell immagine di dispersione di tutte le velocità di fase contenute nei segnali e filtraggio. 2. Analisi delle curve di dispersione e picking. 3. Verifica dei modi. 4. Modellazione e/o inversione delle curve di picking con algoritmo di calcolo genetico e metodi diretti. 5. Calcolo del parametro Vs30 dal profilo delle velocità di taglio Vs ottenuto. Il modello di suolo e il relativo profilo di velocità delle onde di taglio verticali possono essere individuati utilizzando una procedura manuale o automatica, oppure una combinazione delle due. Nella procedura manuale l utente assegna, per tentativi, diversi valori delle velocità di taglio e degli spessori degli strati di modello, cercando di far corrispondere le curve di dispersione numeriche (teoriche) associate con i massimi dell immagine di dispersione sperimentale. Nella procedura automatica si utilizza invece, per la ricerca del profilo di velocità ottimale, un algoritmo globale o locale che minimizza i residui tra le curve sperimentali del picking effettuato dall utente e quelle numeriche associate ad un grande numero di modelli, entro uno spazio di ricerca definito sempre dall utente. La riduzione progressiva della percentuale di errore durante il calcolo garantisce la validità della soluzione finale proposta e di conseguenza una corretta assegnazione della categoria di suolo simico secondo la normativa. I software utilizzati per il trattamento dei dati e la successiva interpretazione sono rispettivamente Geogiga Front End Seismic Data Preprocessing Software - ed il software SWAN e relativi moduli per il trattamento dati. Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -7-

8 Figura 4 Curva di dispesione f-k, offset 6, interdistanza 2.50, picking del modo fondamentale La figura 4 mostra l immagine di dispersione di una delle sezioni MASW acquisite in campagna, ossia lo spettro delle velocità di fase calcolato sull insieme di tutte le tracce registrate dai geofoni posizionati lungo lo stendimento. Sovrapposto alla medesima immagine è presente anche il picking del (presunto) modo fondamentale (curve di dispersione dei modi). La modellazione diretta sulla base dello spettro di velocità e/o il processo di inversione di tali curve porta all ottenimento delle curve di dispersione interpretate e da queste al più probabile profilo verticale delle onde di taglio Vs, da cui si ricava infine il parametro Vs30, come richiesto dalla normativa. La fig. 5 mostra la rappresentazione grafica del misfit, ovvero del minimo scarto tra la curva sperimentale (in fucsia) e la curva teorica derivante dall applicazione dei modelli calcolati (in blu). Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -8-

9 Figura 6 Rappresentazione del misfit tra la curva sperimentale e la curva teorica derivante dall applicazione di un modello di velocità sismica del sottosuolo Occorre tenere in considerazione che differenti modelli di velocità delle onde di taglio possono portare al medesimo risultato del parametro Vs30; ciò significa che senza un adeguata disponibilità di dati stratigrafici attendibili, il parametro di legge calcolato risulta comunque significativo, mentre l esatta distribuzione delle velocità in funzione della profondità è da considerare in qualche modo indicativa. Attraverso il processo di inversione (o per modellazione diretta delle velocità di fase delle onde di superficie) si ottiene un profilo sismogenetico delle Vs, fortemente condizionato dalle scelte assunte nel modello iniziale, da cui si ricava il modello finale ovvero il profilo di velocità delle onde di taglio nei primi 30 m di profondità (Vs30). Il modello di velocità/profondità sintetico derivante dall interpretazione è riportato di seguito. L errore definito come scarto quadratico medio tra la curva sperimentale e la curva calcolata risulta pari a Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -9-

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11 L analisi delle onde di Rayleigh a partire dai dati di sismica attiva (MASW) ha consentito di determinare il profilo verticale delle velocità Vs e, di conseguenza, del parametro Vs30 = 446 m/s (considerando come riferimento il piano di campagna). Rispetto alle norme tecniche per le costruzioni (DM 14 gennaio 2008) il sito in esame rientra quindi nella categoria B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fine molto consistenti, con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e valori del VS30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero Nspt30 > 50 nei terreni a grana grossa e Cu30 > 250kPa nei terreni a grana fina). Settembre 2017 Il Tecnico Dott. Geol. Marco Vagliasindi Dott. Geol. Marco Vagliasindi - Relazione di indagine sismica con tecnica MASW- -11-